CN205299373U - 一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置及含其的手柄 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置，其包括LED灯、两个电极片、压电陶瓷片；两个电极片分别与LED灯电连接；两个电极片为上电极片和下电极片；压电陶瓷片被夹置在上电极片与下电极片之间；LED灯与上电极片之间设置有缓冲器，下电极片的下方还设置有取能环；上电极片、下电极片、压电陶瓷片、缓冲器和取能环均为中空的环状结构。本实用新型的有益效果是：本实用新型的发光装置简化了换能器手柄的结构，更加容易装置；同时也简化了超声洁牙机或超声骨刀机的主机电路模块，降低成本，消除主机因为LED灯供电不正常而反馈报错的风险。本实用新型还公布一种具有上述发光装置的超声牙科治疗设备的手柄。

Description

一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置及含其的手柄

技术领域

本实用新型涉及一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置及含其的手柄。

背景技术

超声牙科治疗设备是用于牙科临床洁治、手术的设备，它的种类有超声波洁牙机、超声波牙周治疗仪、超声波骨头切削手术设备等，这些设备的工作原理是通过换能器将电能转换为超声振动的机械能，传递到连接在换能器上不同类型的工作头，以实现其设备的功能，比如超声波洁牙机可用于清除牙结石、烟斑、菌斑等。目前，超声牙科治疗设备主要由主机、电源、脚控开关、手柄连线和手柄等部件组成，其中手柄中安装有换能器。在使用超声牙科治疗设备进行洁治、手术的操作过程中，需要将手柄伸入到患者口腔内，为了取得照明效果，让操作者的视野更清楚，通常需要在手柄的前端安装有可照明的发光装置。

现有超声牙科治疗设备手柄前端安装的发光装置为LED灯，从主机上通过两根电源线与LED灯进行电连接，为LED灯进行供电。这种连接方式需要额外增加两根电源线，且电源线需要经过手柄中部换能器后才连接到前端的LED灯，结构复杂，装配不方便，且会增大手柄的体积，使得使用者没有很好的舒适度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置及含其的手柄，解决上述技术问题的不足。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置，其包括LED灯、两个电极片、压电陶瓷片；两个电极片分别与LED灯电连接；两个电极片为上电极片和下电极片，上电极片和下电极片上下叠放设置；压电陶瓷片被夹置在上电极片与下电极片之间；LED灯与上电极片之间设置有缓冲器，下电极片的下方还设置有取能环；上电极片、下电极片、压电陶瓷片、缓冲器和取能环均为中空的环状结构。

进一步：还包括封装结构；封装结构包括预紧环、加压螺环；预紧环设为中空的管状结构，且预紧环的一端设有径向收缩的第一凸起，加压螺环设置在预紧环的另一端；缓冲器、上电极片、压电陶瓷片、下电极片设置在第一凸起与预紧环组成的夹层中。

进一步：缓冲器的下表面上设置有第二凸起，第二凸起压在上电极片上。

进一步：第二凸起的内径大于取能环的外径。

进一步：还包括硅胶外套，LED灯、缓冲器、压电陶瓷片、上电极片、下电极片和取能环通过硅胶外套封装在一起，形成一体结构。具体地，硅胶外套为中空的环状结构，硅胶外套设有内侧壁和外侧壁，内侧壁与外侧壁组成一个环形凹槽结构；LED灯、封装结构设置在环形凹槽中，取能环设置在第一凸起中，且取能环的一端面与内侧壁抵触连接；内侧壁设有向第二凸起延伸的第三凸起。

进一步：LED灯设置有多个，多个LED灯固定在环状的电路基板上。

进一步：取能环的制备材料为钛合金、铝合金。

进一步：缓冲器的制备材料的密度大于7.8g·cm3。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的发光装置简化了换能器手柄的结构，更加容易装置；同时也简化了超声洁牙机或超声骨刀机的主机电路模块，降低成本，消除主机因为LED灯供电不正常而反馈报错的风险。

本实用新型还公布一种具有上述发光装置的超声牙科治疗设备的手柄，其包括外壳、换能器和上述的发光装置；换能器包括变幅杆，变幅杆上设有凸台；发光装置套在变幅杆上，并与凸台抵触连接；外壳为两端开口的管状结构，外壳套在换能器的中部上。

本实用新型的有益效果是：将上述的发光装置用于超声洁牙机或超声骨刀机，手柄中的换能器驱动变幅杆的高频振动，带动取能环高频振动，从而让发光装置的压电陶瓷片反复发生变形而发电，发出的电流通过上电极片、下电极片为LED灯进行供电，提供照明，这样只要手柄工作LED灯就会点亮，使得本实用新型结构简单，更加容易装置。

附图说明

图1为本实用新型发光装置的结构示意图；

图2为本实用新型发光装置另一种的结构示意图；

图3为图2的剖视图；

图4为一种具有发光装置超声牙科治疗设备的手柄的结构示意图。

图5为图4的局部放大视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置，其包括LED灯1.1、两个电极片、压电陶瓷片1.4；两个电极片分别与LED灯1.1电连接；两个电极片为上电极片1.2和下电极片1.3，上电极片1.2和下电极片1.3上下叠放设置，上电极片1.2设置在下电极片1.3的上方，最好上电极片1.2为电极负极，下电极片1.3为电极正极。压电陶瓷片1.4被夹置在上电极片1.2与下电极片1.3之间；LED灯1.1与上电极片1.2之间设置有缓冲器1.5，下电极片1.3的下方还设置有取能环1.6；上电极片1.2、下电极片1.3、压电陶瓷片1.4、缓冲器1.5和取能环1.6均为中空的环状结构。缓冲器1.5、上电极片1.2、下电极片1.3、压电陶瓷片1.4和取能环1.6之间形成一个简支结构，这种简支结构的主要作用是增加压电陶瓷片1.4能量来源相反方向的惯性，最大限度让压电陶瓷片1.4变形。

下面对本实用新型作进一步优化：

如图2、图3所示，本实用新型最好还包括一个封装结构；封装结构包括预紧环1.9、加压螺环1.10，预紧环1.9与加压螺环1.10可以设为一体成型，也可以分开设置，本实用新型设为分体结构，这样可以起到压紧的效果；预紧环1.9设为中空的管状结构，且预紧环1.9的一端设有径向收缩的第一凸起，但是第一凸起之间设有方便变幅杆3.1穿过的通孔，加压螺环1.10设置在预紧环1.9的另一端；最好加压螺环1.10与预紧环1.9之间通过螺纹连接；缓冲器1.5、上电极片1.2、压电陶瓷片1.4、下电极片1.3设置在第一凸起与预紧环1.9组成的夹层中。

进一步：缓冲器1.5的下表面上设置有第二凸起1.5.1，第二凸起1.5.1的厚度可以选为0.1mm到0.5mm之间，具体地可以在0.25mm左右，第二凸起1.5.1压在上电极片1.2上。第二凸起1.5.1的作用主要是与取能环1.6配合给压电陶瓷片1.4提供一个简支梁的作用，因为简支梁的形式更有利于压电陶瓷片1.4横向和纵向变形，增强发电效果。最好，第二凸起1.5.1设为环形结构，第二凸起1.5.1的内径大于取能环1.6的外径，这样设计，因为取能环1.6、压电陶瓷片1.4和缓冲器1.5的第二凸起1.5.1一起配合形成一个简支梁的结构，使得压电陶瓷片1.4的横向和纵向的变形量尽可能达到最大。

进一步：缓冲器1.5的制备材料的密度大于7.8g·cm³。缓冲器1.5可以采用不锈钢、铬钒钢等，密度大的材料具有很好的惯性，可以起到稳定的作用。

进一步：取能环1.6的制备材料为金属或者塑料。取能环1.6的制备材料为钛合金、铝合金,取能环1.6用于获取来自变幅杆3.1的振动能量，要求密度小、硬度小、韧性好,这样可以具有较好的弹性，让变形的压电陶瓷片1.4迅速恢复原形，同时使用寿命更长。

进一步：LED灯1.1设置有多个，多个LED灯1.1固定在环状的电路基板1.7上。最好LED灯1.1数量为3个到6个。LED灯1.1可以被持续点亮,光强实测值可达到210LUX。

进一步：还包括硅胶外套1.8，LED灯1.1、电路基板1.7、缓冲器1.5、压电陶瓷片1.4、上电极片1.2、下电极片1.3和取能环1.6通过硅胶外套1.8封装在一起，形成一体结构。具体地，硅胶外套1.8为中空的环状结构，硅胶外套1.8设有内侧壁和外侧壁，内侧壁与外侧壁组成一个环形凹槽结构；LED灯1.1、封装结构设置在环形凹槽中，取能环1.6设置在第一凸起中，且取能环1.6的一端面与内侧壁抵触连接，在本实用新型中，取能环1.6的下端面与内侧壁的上端面抵触连接；内侧壁设有向第二凸起1.5.1延伸的第三凸起1.8.1。

如图4、图5所示，本实用新型还公布一种具有上述发光装置1的超声牙科治疗设备的手柄，其包括外壳2、换能器3和上述的发光装置1；换能器3包括变幅杆3.1，变幅杆3.1上设有凸台3.1.1，发光装置1套在变幅杆3.1上，并与凸台3.1.1抵触连接；外壳2为两端开口的管状结构，外壳2套在换能器3的中部上。电路基板1.7、缓冲器1.5、压电陶瓷片1.4、上电极片1.2、下电极片1.3和取能环1.6组合在一起形成的内环，与换能器3的变幅杆3.1的外径相匹配。手柄还包括导光柱4，导光柱4套在变幅杆3.1上，并设置在发光装置1上。手柄还包括堵头5，堵头5的作用是与变幅杆3.1通过一个O型圈连接直到固定换能器的作用，它与手柄外壳配合起到增强手柄舒适度的作用。堵头5的作用二是起固定LED灯1.1，和导光柱配合压紧LED灯1.1，起预紧的作用。

本实用新型的发光装置1用于超声洁牙机或超声骨刀机，手柄中的换能器3驱动变幅杆3.1的高频振动，带动取能环1.6高频振动，从而让发光装置1的压电陶瓷片1.4反复发生变形而发电，发出的电流通过上电极片1.2、下电极片1.3为LED灯1.1进行供电，提供照明，这样只要手柄工作LED灯1.1就会点亮。本实用新型的发光装置1简化了换能器手柄的结构，更加容易装置；同时也简化了超声洁牙机或超声骨刀机的主机电路模块，降低成本，消除主机因为LED灯1.1供电不正常而反馈报错的风险。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置，其特征在于:包括LED灯(1.1)、两个电极片、压电陶瓷片(1.4)；两个所述电极片分别与所述LED灯(1.1)电连接；两个所述电极片为上电极片(1.2)和下电极片(1.3)，所述上电极片(1.2)和所述下电极片(1.3)上下叠放设置；所述压电陶瓷片(1.4)被夹置在所述上电极片(1.2)与所述下电极片(1.3)之间；所述LED灯(1.1)与所述上电极片(1.2)之间设置有缓冲器(1.5)，所述下电极片(1.3)的下方还设置有取能环(1.6)；所述上电极片(1.2)、下电极片(1.3)、压电陶瓷片(1.4)、缓冲器(1.5)和取能环(1.6)均为中空的环状结构。

2.根据权利要求1所述的一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置，其特征在于:还包括封装结构；所述封装结构包括预紧环(1.9)、加压螺环(1.10)；所述预紧环(1.9)设为中空的管状结构，且所述预紧环(1.9)的一端设有径向收缩的第一凸起，所述加压螺环(1.10)设置在所述预紧环(1.9)的另一端；所述缓冲器(1.5)、上电极片(1.2)、压电陶瓷片(1.4)、下电极片(1.3)设置在所述第一凸起与所述预紧环(1.9)组成的夹层中。

3.根据权利要求2所述的一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置，其特征在于:所述缓冲器(1.5)的下表面上设置有第二凸起(1.5.1)，所述第二凸起(1.5.1)压在所述上电极片(1.2)上。

4.根据权利要求3所述的一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置，其特征在于:所述第二凸起(1.5.1)的内径大于所述取能环(1.6)的外径。

5.根据权利要求3所述的一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置，其特征在于:还包括硅胶外套(1.8)，所述硅胶外套(1.8)为中空的环状结构，所述硅胶外套(1.8)设有内侧壁和外侧壁，所述内侧壁与所述外侧壁组成一个环形凹槽结构；所述LED灯(1.1)、封装结构设置在所述环形凹槽中，所述取能环(1.6)设置在所述第一凸起中，且所述取能环(1.6)的一端面与所述内侧壁抵触连接；所述内侧壁设有向所述第二凸起(1.5.1)延伸的第三凸起(1.8.1)。

6.根据权利要求1至4任一项所述的一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置，其特征在于:还包括硅胶外套(1.8)，所述LED灯(1.1)、缓冲器(1.5)、压电陶瓷片(1.4)、上电极片(1.2)、下电极片(1.3)和取能环(1.6)通过所述硅胶外套(1.8)封装在一起，形成一体结构。

7.根据权利要求1至5任一项所述的一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置，其特征在于:所述LED灯(1.1)设置有多个，多个所述LED灯(1.1)固定在环状的电路基板(1.7)上。

8.根据权利要求1至5任一项所述的一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置，其特征在于:所述取能环(1.6)的制备材料为钛合金、铝合金。

9.根据权利要求1至5任一项所述的一种利用压电陶瓷双向耦合发电的发光装置，其特征在于:所述缓冲器(1.5)的制备材料的密度大于7.8g·cm³。

10.一种具有发光装置的超声牙科治疗设备的手柄，其特征在于:包括外壳(2)、换能器(3)和权利要求1至9任一项的发光装置(1)；

所述换能器(3)包括变幅杆(3.1)，所述变幅杆(3.1)上设有凸台(3.1.1)；所述发光装置(1)套在所述变幅杆(3.1)上，并与所述凸台(3.1.1)抵触连接；所述外壳(2)为两端开口的管状结构，所述外壳(2)套在所述换能器(3)的中部上。